Appareillage réfrigérateur
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Jusqu'à présent, diverses solutions ont été proposées, et certaines ont été mises en pratique, dans la technique des appareillages réfrigérateurs pour obtenir un dispositif de réglage
du réfrigérant qui permette de régler le débit de fluide réfrigérant mis en circulation en fonction des variations de la charge. Dans un dispositif caractéristique connu de ce genre, le degré de surchauffe de réfrigérant à l'état gazeux et sous faible pression est détecté à la sortie de l'évaporateur et le degré d'ouverture
de la soupape de détente est réglé en conséquence. Dans ce dispositif, le degré d'ouverture de la soupape de détente est augmenté lorsque la charge est élevée et que le degré de surchauffe est également élevé, de sorte que le débit de réfrigérant en circulation peut être accru pour faire face à l'augmentation de la charge et le degré de surchauffe peut être abaissé à un niveau prédéterminé.
La raison pour laquelle le réfrigérant sous faible pression est surchauffé dans ce dispositif à la sortie de l'évaporateur est que le compresseur serait endommagé si du réfrigérant à l'état liquide était entraîné par aspiration dans le compresseur sans être complètement amené à l'état gazeux dans l'évaporateur
par échange thermique à la suite d'une variation de la charge. Ainsi dans le dispositif connu de la technique antérieure, la totalité du réfrigérant sous faible pression qui est amené à l'état gazeux absolu traverse le tube de refroidissement à la sortie de l'évaporateur pour être surchauffé, de manière que le réfrigérant à l'état gazeux puisse être renvoyé au compresseur. La section du tube de refroidissement présente une transmittance ther- mique très basse et n'a aucune action de vaporisation, de sorte
que ce tube ne fonctionne pas comme échangeur de chaleur. L'utilisation complète de la surface de transfert calorifique de l'é- vaporateur pour assurer une action de vaporisation a été empêchée par la présence du tube de refroidissement qui assure la seule fonction de surchauffe du réfrigérant sans vaporiser celui-ci, L'utilisation du tube de refroidissement entraine une augmentation de dimensions de l'évaporateur. Dans le cas d'une machine frigorifique qui assure à la fois les fonctions de refroidissement et de chauffage, l'élément.qui agit comme condenseur, lorsqu'une opération de refroidissement est effectuée, est utilisé comme évaporateur, lorsqu'une opération de chauffage est effectuée.
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<EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1>
de l'appareillage.-
Lorsque le réfrigérant entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur est à l'état gazeux surchauffé, l'huile de la machine frigorifique contenue dans le réfrigérant tend à se séparer du réfrigérant et à stagner dans l'évaporateur, de sorte que cette huile n'est pas facile à renvoyer au compresseur et celui-ci peut en être perturbé. Pour cette raison il a été nécessaire jusqu'à présent de prévoir des moyens de retour d'huile de construction spéciale..De plus, du fait que le réfrigérant entraîné par évaporation à l'intérieur du compresseur se trouve à l'état gazeux surchauffé, le réfrigérant à l'état gazeux renvoyé au compresseur présente une faible concentration, ce qui a posé un certain nombre de problèmes.
En premier lieu, ceci non seulement abaisse le rendement global de l'appareillage, mais oblige encore à augmenter les-dimensions de l'évaporateur du fait que
ce dernier présente un coefficient de transmission calorifique faible, ainsi qu'on l'a mentionné. Lorsque la machine effectue une opération de chauffage, du givre tend à se former du fait que le réfrigérant entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur a. sa pression réduite. Enfin et ce n'est pas l'inconvénient le moins important, la gamme de température dans laquelle travaille la machine est réduite lorsqu'il se produit des variations de charge.
Dans un autre genre de dispositif de réglage connu, dans la technique, le degré de sur-refroidissement du réfrigérant est réglé à la sortie du condenseur de manière à régler la capacité
de l'évaporateur de telle sorte qu'on empêche l'introduction de réfrigérant à l'état liquide.dans, le compresseur. Le réfrigérant
à la sortie de l'évaporateur est à l'état gazeux surchauffé lorsque la charge est élevée et à l'état de mélange de gaz et de liquide lorsque cette charge est faible. Le degré de sur-refroidissement du réfrigérant à la sortie du condenseur varie lorsqu'il
se produit des variations de la charge. Ainsi ce dispositif de réglage est incapable d'effectuer le réglage du débit du réfrigérant d'une manière stable, du fait que ce réglage n'est effectué qu'indirectement par rapport aux variations de la charge appliquée à l'évaporateur. De même pour sur-refroidir le réfrigérant à la sortie du condenseur, il faut accumuler le réfrigérant
à la sortie du condenseur, ce qui accroît la charge du réfrigé- <EMI ID=5.1>
L' invention due à Takeo Ueno a pour but de fournir un nouvel appareillage réfrigérateur qui puisse faire face de manière optimale aux difficultés exposées ci-dessus et éliminer tous les inconvénients des appareillages réfrigérateurs du type décrit ci-dessus de la technique antérieure.
Dans ces conditions, un premier but de l'invention est de fournir un appareillage réfrigérateur dans lequel le débit de réfrigérant en circulation puisse être réglé en fonction des variations de charge et l'évaporateur puisse être réalisé de manière à travailler à tout moment dans une ambiance humide, de manière que la totalité de la surface d'échange calorifique de l'évaporateur puisse être utilisée pour vaporiser le réfrigérant à l'état liquide et que les dimensions de l'évaporateur puissent être réduites afin de réduire ainsi le prix total de l'appareillage, et dans lequel le réfrigérant humide sous faible pression puisse être chauffé et vaporisé complètement par le réfrigérant sous haute pression contenu dans l'accumulateur de manière que le réfrigérant puisse être amené à l'état gazeux;
dans ces conditions le compresseur n'aspirera pas de réfrigérant à l'état liquide.
Un second but de l'invention est de fournir un appareillage réfrigérateur dans lequel un échangeur thermique pilote, servant de détecteur, est prévu à la sortie de l'évaporateur et est disposé en parallèle avec l'accumulateur de manière à fonctionner comme moyen de réglage pour permettre à l'évaporateur de fonctionner à chaque instant dans une ambiance humide, indépendamment des variations de la charge frigorifique, et'dans lequel une partie du réfrigérant sous faible pression est introduite, en contournant l'accumulateur, de la sortie de l'évaporateur dans l'échangeur thermique pilote où cette partie du réfrigérant est.
mise en relation d'échange thermique avec une autre source de chaleur et est transformée en un gaz surchauffé dont le degré de surchauffe est détecté en vue de régler le degré d'ouverture de la soupape de détente en fonction du degré de surchauffe détecté; dans ces conditions le débit de réfrigérant en circulation peut être réglé pour permettre à l'évaporateur de fonctionner à tout moment dans une ambiance humide.
Un troisième but de l'invention est de fournir un appareillage réfrigérateur du genre décrit ci-dessus, dans lequel la <EMI ID=6.1> geur thermique pilote en contournant l'accumulateur peut être maintenue dans un rapport de débit prédéterminé par rapport à la totalité du réfrigérant sous faible pression indépendamment de toute variation de la charge : dans ces conditions le degré de précision du réglage peut être augmenté et la machine peut fonctionner d'une manière stable du fait.que la soupape de détente est dénuée de "pompage".
Un quatrième but de l'invention est de fournir un appareillage réfrigérant qui soit muni de moyens pour régler le niveau de réfrigérant liquide à l'intérieur de l'accumulateur, afin de maintenir constant le taux de transfert calorifique du dispositif de chauffage prévu dans l'accumulateur et pour utiliser le réfrigérant sous haute pression de telle manière que le réfrigérant à l'état liquide ne puisse être entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur, du fait que l'évaporateur fonctionne à chaque instant dans une ambiance humide indépendamment des variations de la charge.
Un cinquième but de l'invention est de fournir un appareillage réfrigérateur dans lequel, bien que l'appareil réfrigérateur fonctionne suivant un cycle réversible, le réglage du réfrigérant puisse être effectué par une seule soupape de détente grâce à la mise en oeuvre de moyens d'aiguillage à quatre voies.
Enfin il y a lieu de préciser que l'expression "fonctionnement de l'évaporateur en ambiance humide", utilisée ici, désigne un état de fonctionnement de l'évaporateur dans lequel le réfrigérant, à la sortie de l'évaporateur, se trouve à l'état gazeux non saturé, c'est-à-dire est constitué par un mélange de gaz et de liquide.
Un appareil réfrigérateur, selon l'invention, est caractérisé en ce qu'il comprend, en combinaison un circuit de réfri-
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térieur, un récepteur, une soupape de détente automatique sensible à la température, un échangeur de chaleur intérieur et un accumulateur sont reliés l'un à l'autre dans l'ordre indiqué, le récepteur et l'accumulateur étant capables d'effectuer un échange
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l'accumulateur et relié au circuit de réfrigération de telle-manière qu'une partie d'un réfrigérant sous faible pression se trouvant à une sortie de 1* échangeur de chaleur intérieur fonction- <EMI ID=9.1>
changeur thermique pilote où cette partie du réfrigérant sous faible pression est soumise à un échange thermique avec une autre source de chaleur et est ensuite ramenée au compresseur après avoir été combinée avec le réfrigérant sous faible pression à une sortie de l'accumulateur, des moyens détecteurs montés à une sortie de l'échangeur thermique pilote pour détecter la température de la partie précitée du réfrigérant sous faible pression à la sortie de l'échangeur thermique pilote avant qu'elle soit combinée avec le réfrigérant sous faible pression à la sortie de l'accumulateur, le degré d'ouverture de la soupape de détente étant réglé en fonction du degré de surchauffe du réfrigérant de manière à régler le débit du réfrigérant circulant dans le circuit de réfrigération,
l'échangeur de chaleur intérieur pouvant alors être réalisé de manière à fonctionner en ambiance humide, à tout moment, indépendamment des variations de la charge et le réfrigérant humide pouvant être soumis à un échange thermique avec un réfrigérant sous haute pression à l'intérieur de l'accumulateur de manière à revenir au compresseur de réfrigérant à l'état gazeux saturé.
L'invention est expliquée plus en détail ci-après à l'aide de certains de ses modes de réalisation, pris à titre illustratif et nullement limitatif, en se référant aux dessins anne-
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- la figure 1 est un schéma des canalisations d'un appareillage réfrigérateur selon un mode de réalisation de l'invention,
- la figure 2 est une vue schématique détaillée des parties essentielles de l'appareillage réfrigérateur représenté sur la fi- <EMI ID=11.1>
- la figure 3 est un diagramme de Mollier destiné à expliquer le fonctionnement de l'appareillage réfrigérateur représenté sur la figure 1 ,
- la figure 4 est une vue schématique détaillée des parties essentielles de l'appareil réfrigérateur selon un autre mode de réalisation de l'invention,
- la figure 5 est un diagramme de Mollier destiné à expliquer le fonctionnement de l'appareillage réfrigérateur représenté sur la figure 4,.
la figure 6 est un schéma des canalisations d'un appareillage réfrigérateur selon un autre mode de réalisation de l'invention, <EMI ID=12.1> région de branchement de la canalisation d'entrée de l'échangeur thermique pilote représenté sur la figure 6,
- la figure 8 est une vue en coupe, à grande échelle, de la région de branchement de la canalisation de sortie de l'échangeur thermique pilote représenté sur la figure 6,
- les figures 9(a) et 9(b) sont des vues, destinées à l'explication, des parties essentielles de la figure 7,
- la figure 10 est une vue schématique, à grande échelle, de l'accumulateur de l'appareillage réfrigérateur représenté sur la figure 6-,
- la figure 11 enfin, est une vue schématique d'un autre mode de réalisation de la canalisation de sortie représentée sur la figure 10.
La figure 1 représente un système de refroidissement et de chauffage dû-type réfrigération à compression, qui comporte un compresseur 1, une soupape d'aiguillage à quatre voies 2, un échangeur de chaleur 5 disposé à l'extérieur (appelé ci-après ser-
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détente 4 du type sensible à la température (appelée ci-après soupape de détente), un échangeur de chaleur d'ambiance intérieur à l'enceinte réfrigérée 3 (appelée ci-après serpentin intérieur) et un accumulateur du type à échange thermique 6 (appelé ci-après accumulateur). Ces différents organes sont reliés à la suite l'un de l'autre, dans l'ordre indiqué, pour constituer un circuit de réfrigération connu. Un échangeur thermique pilote 7 et des moyens d'aiguillage à quatre voies 9, qui sont des éléments caractéristiques de l'invention, sont intercalés dans le circuit
de réfrigération connu pour former-- le- circuit de réfrigération
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Lorsqu'on actionne la soupape d'aiguillage à quatre.voies 2, le compresseur 1 est relié, du côté de sa sortie, soit au serpentin extérieur 5 (notamment situé à l'extérieur d'un local) soit au serpentin intérieur 3 (notamment situé à l'intérieur d' un local), agissant comme condenseurs, et l'accumulateur 6 est relié, du côté de son entrée, soit au serpentin intérieur 3 soit au serpentin extérieur 5, agissant comme évaporateurs.
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tre soupapes de surpression 8, 8, 8, 8 montées en pont. Les extrémités A et D de deux canalisations de raccordement opposées <EMI ID=16.1>
t� de celui-ci qui est également opposé à la soupape d'aiguillage
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tions de raccordement opposées sont reliées respectivement à une sor-
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qui sert de passage pour le réfrigérant, du côté à haute pression, dans 1* "changeur thermique pilote 7. Dans ces conditions, un écoulement de réfrigérant à travers la soupape de détente 4 , l' échangeur thermique pilote 7 et l'accumulateur 6 s'effectuera dans un sens prédéterminé une fois pour toutes, même si le sens de l'écoulement du réfrigérant à travers le serpentin intérieur 3 et le serpentin extérieur 5,lors d'une opération de refroidissement.,est inversé pour effectuer une opération de chauffage.
La fig. 2 montre, à plus grande échelle, l'accumulateur 6 et l'échangeur thermique pilote 7. L'accumulateur 6 comporte une en-
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sion et inséré d'en dessus, d'une manière étanche à l'air, dans l'enveloppe principale 6a de manière à être disposé au-dessus du serpen-
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canalisation de sortie 14 qui part de la partie supérieure de sa paroi latérale et une canalisation de retour d'huile 6e qui part de sa partie inférieure, la canalisation de retour d'huile étant reliée à la canalisation de sortie 14 à l'extérieur de l'enveloppe principale 6a.
En outre, une canalisation d'entrée 13 traverse le récepteur 6c et comporte à son extrémité inférieure une ouverture qui est disposée
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relié à sa partie inférieure au serpentin d'échange thermique 6b à la partie supérieure de celui-ci. Le serpentin d'échange thermique 6b est relié à son extrémité inférieure à la soupape de détente 4, à l'entrée de celle-ci, et la canalisation d'entrée 13 est reliée à la soupape d'aiguillage à quatre voies 2. La canalisation de sortie 14 est reliée directement au côté d'aspiration du compresseur 1 et à la soupape de détente 4, par l'intermédiaire d'une canalisation d'équilibrage 10 (voir figure 1).
L'échangeur thermique pilote 7, qui constitue l'un des élé- ments caractéristiques de l'invention, comporte une enveloppe <EMI ID=23.1>
diaire d'une canalisation d'entrée 11 de très petit diamètre et
à la canalisation de sortie 14 par.l'intermédiaire d'une canalisation de sortie de très petit diamètre 12, de sorte que l'échangeur thermique pilote 7 constitue une dérivation en parallèle sur l'accumulateur 6. L'échangeur thermique pilote 7 comporte en. outre .
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et est interposé entre l'extrémité B de la canalisation de rac-
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échange thermique peut se produire entre le réfrigérant sous fai-
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La soupape de détente 4 comporte un élément capteur de
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tie de très petit diamètre 12 et qui sert d'élément de commande, détecteur de température. L'élément 4a détecte la température du réfrigérant à l'état gazeux et sous faible pression qui a été soumis à un échange thermique avec le réfrigérant sous haute pression dans l'échangeur thermique pilote 7 et permet le réglage automatique, en fonction de cette température, de l'ouverture de
la soupape de détente 4.
Le fonctionnement du système de refroidissement et de chauffage, construit de la manière décrite ci-dessus est le suivant.
Au cours du cycle de refroidissement, indiqué par des floches en trait interrompu, un-réfrigérant approprié, à l'état gazeux et sous haute pression, est refoulé par le compresseur 1
et traverse la soupape d'aiguillage à quatre voies 2 pour parvenir au serpentin extérieur 5 qui fonctionne comme condenseur. Dans le serpentin extérieur-5, la majeure partie du réfrigérant est transformée en liquide, de sorte que le réfrigérant peut présenter une siccité X de l'ordre de 0,05 par exemple. Lorsque X = 1, le réfrigérant est à l'état gazeux saturé sec et lorsque X
0 le réfrigérant est à l'état liquide saturé..-
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trémités D et B des tubes de raccordement et pénètre-dans le tu-
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froidi par l'échange thermique qui se produit avec une partie du réfrigérant circulant, à la manière d'un courant dérivé, à tra- vers l'enveloppe principale ^* après avoir traverse'le serpentin intérieur 3 fonctionnant comme ..évaporateur.' Le réfrigérant refroi-
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Le réfrigérant refroidi est ensuite soumis à un autre échange thermique à l'intérieur du serpentin d'échange thermique 6b dans lequel diffuse le réfrigérant humide qui se trouve à la sortie du serpentin intérieur 3 fonctionnant comme évaporateur, de sorte qu'il est transformé en un réfrigérant sur-refroidi à
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verse la soupape de détente 4 et les extrémités C et A de la canalisation de raccordement, pour pénétrer dans le serpentin intérieur 3.
Dans le serpentin intérieur 3, le réfrigérant sur-refroidi, à l'état liquide est soumis à un échange thermique avec l'air ambiant, de sorte qu'il se vaporise et devient un réfrigérant sa-
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réfrigérant saturé traverse la soupape d'aiguillage à quatre voies 2 et la majeure partie de celui-ci est introduite dans l'envelop-
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d'entrée 13. En même temps une très petite partie du réfrigérant saturé traverse la canalisation d'entrée de très petit diamètre
11 et pénètre dans l'enveloppe principale 7a de l'échangeur thermique pilote 7. La majeure partie du réfrigérant saturé qui traverse la canalisation d'entrée 13, servant de canalisation d'é- ' change thermique, est soumise à un échange thermique avec le réfrigérant sur-refroidi à l'état liquide et sous haute pression qui se trouve dans le récepteur 6c et diffuse au contact du serpentin d'échange thermique 6b-le long duquel elle est soumise à
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turé sec d'une siccité X = 1.
Par ailleurs, la partie du réfrigérant sous faible pression qui traverse la.canalisation d'entrée de très petit diamècre
11 et pénètre dans l'échangeur thermique pilote 7 est surchauffée
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tie du condenseur (serpentin extérieur 5) et traverse le tube à ailettes 7b.
Le gaz saturé sortant de l'accumulateur 6 est mélangé avec de l'huile provenant de la canalisation de retour d'huile 6e et est combiné dans la canalisation de sortie avec le gaz surchauffé <EMI ID=39.1>
le gaz est ramené au côté d'aspiration du compresseur 1 et le cycle de refroidissement se trouve ainsi achevé.
Le cycle décrit ci-dessus se répète. Selon une caractéristique supplémentaire de l'invention,le degré selon lequel une partie du réfrigérant qui se trouve à la sortie de l'évaporateur est surchauffée dans l'échangeur thermique pilote 7 est détecté
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signal de commande qui règle le degré d'ouverture de la soupape de détente 4, de sorte que le serpentin intérieur 3, qui fonctionne comme évaporateur, peut fonctionner à tout moment dans une ambiance humide et le rendement du système peut être amélioré. La manière selon laquelle est effectuéela commande de la soupape de détente est décrite en détail ci-dessous.
On va décrire maintenant un cycle de chauffage. En faisant passer la soupape d'aiguillage à quatre voies 2 de la position correspondant au cycle de refroidissement à celle correspondant au cycle de chauffage, le réfrigérant se déplace suivant un trajet indiqué par des flèches en trait plein. Il y a lieu de noter qu'au cours du cycle de chauffage, le réfrigérant traverse la soupape de détente 4, l'accumulateur 6 et l'échangeur thermique pilote 7 dans le même sens qu'au cours du cycle de refroidissement et que le réfrigérant est commandé et l'échange thermique effectué de la .�ême manière que précédemment, à l'exception suivant laquelle le réfrigérant traverse le serpentin extérieur 5 et le serpentin intérieur 3 en sens contraire, de sorte que le premier fonctionne comme évaporateur et le dernier comme condenseur.
L'écoulement et l'action du réfrigérant au cours du cycle de refroidissement et au cours du cycle de chauffage a été décrit ci-dessus. En prenant pour exemple le cycle de refroidissement, le procédé pour commander la siccité X du réfrigérant qui se trouve à la sortie du serpentin intérieur 3 fonctionnant comme évaporateur et maintenant celle-ci à une valeur prédéter-
o
minée, par exemple X 0,85, quelles que soient les variations de la charge, va être décrit en détail en se référant au diagramme de Mollier représenté sur la figure 3. Le débit volumique total G de réfrigérant en circulation dans un circuit de réfrigération peut être exprimé par la formule :
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dans laquelle G.. est le débit de réfrigérant sois faible pression
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frigérant sous faible pression introduit dais l'accumulateur. Le rapport de G.. à G2 est pris de manière à erra compris à peu près entre 1/10 et 1/20.
Un échange thermique se produit danois serpentin d'échan-
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o
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par la formule :
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<EMI ID=50.1>
<EMI ID=51.1>
<EMI ID=52.1>
échangée dans l'accumulateur 6, il est possible t'amener le ré-
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de chaleur par le réfrigérant à l'intérieur ie _'\échangeur thermique pilote 7. Lorsqu'un échange thermique se produit entre une
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peut s'exprimer par la formule :
<EMI ID=56.1>
dans laquelle i3 est l'enthalpie du réfrig�t qui se trouve à
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la canalisation de sortie de petit diamètre 1*2.
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geur thermique pilote 7, fondé sur cet équilibre thermique, le <EMI ID=60.1>
nalisation de sortie de petit diamètre 12 de l'échangeur thermi-
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la température du réfrigérant à l'intérieur de la canalisation de sortie de petit diamètre 12 de l'échangeur thermique pilote 7
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de sortie 14 de l'accumulateur 6.
On va considérer maintenant le gaz entraîné pas aspiration à l'intérieur du compresseur 1. Le gaz G.ig entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur est un mélange de réfrigé-
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tie de petit diamètre 12 de l'échangeur thermique pilote 7 et
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tie 14 de l'accumulateur 6. Du fait que G1/G�� 1/10 à 1/20 et
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ci-dessus, le gaz entrainé par aspiration à l'intérieur du compresseur 1 peut tout aussi bien être considéré comme étant pratiquement à l'état gazeux saturé.
Comme on l'a mentionné ci-dessus, la soupape de détente 4 destinée à régler le débit du réfrigérant circulant dans le circuit de réfrigération est commandée par l'élément capteur de
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réfrigérant sous faible pression 18 qui se trouve à la sortie de l'échangeur thermique pilote 7. '
Si la charge appliquée au serpentin intérieur 3 augmente
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intérieur 3 augmente, l'enthalpie du réfrigérant io qui se trouve à la sortie de l'échangeur thermique pilote 7 augmente alors également. Par conséquent le degré de surchauffe du réfrigérant
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te ce phénomène et produit un signal pour augmenter le degréd'ouverture de la soupape de détente 4 de manière à augmenter le débit d'écoulement du réfrigérant. Ceci réduit l'enthalpie du réfrigérant à la sortie du serpentin intérieur 3, ce qui entraine la diminution de l'enthalpie du réfrigérant à la sortie de l'échangeur thermique pilote 7 et rétablit le degré de surchaffe du réfrigérant en le ramenant à la valeur prédéterminée (5*C). Inversement, si la charge appliquée au serpentin intérieur 3:... diminue, 1'enthalpie du réfrigérant ig à la sortie _du serpentin 3 diminue et de ce fait l'enthalpie du réfrigérant à la sor- <EMI ID=69.1>
le degré de surchauffe du réfrigérant à la sortie de l'échangeur thermique pilote 7 diminue, de sorte que le degré d'ouverture de la soupape de détente est réduit et que le degré de surchauf-
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Dans le système de réglage décrit ci-dessus, la partie du
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sortie du serpentin intérieur 3 fonctionnant comme évaporateur
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change calorifique avec le réfrigérant qui se trouve à la sortie du serpentin extérieur 5 fonctionnant comme condenseur, et la soupape de détente 4 peut être commandée en utilisant la température du.réfrigérant surchauffé sous faible pression comme grandeur de mesure, ce qui permet de régler le débit du réfrigérant circulant à travers la soupape de détecte. Ce système de réglage a pour effet de maintenir la siccité du réfrigérant qui se trouve à la sortie du serpentin intérieur 3 fonctionnant com-
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tat gazeux saturé et présente à tout moment une humidité appropriée, indépendamment des variations de la charge appliquée à l'évaporateur. Ceci permet d'utiliser la totalité de la surface d'échange thermique du serpentin intérieur fonctionnant comme évaporateur du fait que la vaporisation du réfrigérant se produit sur toute la surface du serpentin.
Dans ce système de réglage, le réfrigérant qui se trouve
à la sortie du serpentin extérieur 5 fonctionnant comme condenseur peut aussi être amené à l'état gazeux. Dans ces conditions on peut utiliser toute la surface d'échange thermique du serpentin extérieur 5.
�ans la description ci-dessus le serpentin extérieur 5 fonctio.nne comme condenseur et le serpentin intérieur 3 fonctionné comme évaporateur. Il va de soi que le système de réglage peut fournir les mêmes effets.lorsque la soupape d'aiguillage à quatre voies 2 est actionnée de telle manière que le serpentin intérieur 3 fonctionne comme condenseur et le serpentin extérieur 5 fonctionne comme évaporateur. La mise en oeuvre de moyens d'aiguillage à quatre voies 9 conformément à l'invention offre l'avantage que la commande peut être effectuée en n'utilisant qu'une soupape de détente dans un appareillage réfrigérateur du type à cycle de réfrigération réversible.
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de température entre le réfrigérant qui se trouve à l'entrée de l'échangeur thermique pilote 7 et le réfrigérant qui se trouve
à la sortie de cet échangeur peut être détectée sous forme de variation d'une grandeur électrique qui peut être convertie en
un déplacement mécanique, de manière à pouvoir commander le débit d'écoulement du réfrigérant.
Dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, le réfrigérant sous haute pression qui se trouve entre les moyens d'aiguillage à quatre voies 9 et le récepteur 6 est utilisé comme source de chaleur pour effectuer l'échange thermique avec une partie du réfrigérant sous faible pression. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à l'utilisation de ce réfrigéra nt sous haute pression comme source de chaleur et que tout réfrigérant sous haute pression se trouvant entre l'échangeur thermique fonctionnant comme condenseur et la soupape de détente 4 peut être utilisé comme source de chaleur.
La figure 4 montre un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la source thermique constituée par le réfrigérant sous haute pression est remplacée par un dispositif de chauffage électrique 7c qui est hermétiquement inséré dans l'échangeur thermique pilote 7, pour servir de source de chaleur destinée à assurer l'échange thermique avec une partie du réfrigérant sous faible pression se trouvant à la sortie du serpentin intérieur 3. Dans ce mode de réalisation, l'échange thermique se produit entre le réfrigérant sous faible pression qui traverse <EMI ID=75.1>
tif de chauffage électrique 7c. Ce mode de réalisation ne sera pas décrit en détail du fait qu'il ne diffère de celui représen-
<EMI ID=76.1>
Plus particulièrement, dans le mode de réalisation repré:tenté sur la figure 4, l'échange thermique se produit entre la
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dégagée par le dispositif de chauffage électrique 7c. La capa-
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par la relation :
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la canalisation de petit diamètre 12 de l'échangeur thermique pilote 7.
<EMI ID=81.1> La figure 6 montre encore un autre mode de réalisation de <EMI ID=82.1>
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la soupape de détente 4, le serpentin intérieur 3 et l'accumula-
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tuer un circuit de réfrigération. De même que le mode de réalisation représenté sur la figure 1, celui représenté sur la figure 6 comporte, en plus, par rapport aux éléments composants connus du circuit de réfrigération, l'échangeur thermique pilote 7 et les moyens d'aiguillage à quatre voies 9 qui constituent des éléments caractéristiques de l'invention. Les deux modes de réalisation diffèrent l'un de l'autre par les détails de construction des moyens d'aiguillage à quatre voies 9, de l'échangeur thermique pilote 7, du récepteur 6[pound]..et. de l'accumulateur 6. Ces différences vont être décrites en détail ci-après.
Les moyens d'aiguillage à quatre voies 9 comportent deux orifices d'aiguillage A et D, un orifice d'entrée C et un orifi-
ce de sortie B et constituent une soupape d'aiguillage qui raccorde automatiquement les orifices A et D sous pression élevée à l'orifice B et l'orifice D ou A sous faible pression à l'orifice d'entrée C. L'orifice d'aiguillage A est relié au côté de la canalisation du serpentin intérieur 3 où se trouve le liquide.; l'orifice d'aiguillage D est relié au côté de la canalisation du serpentin extérieur 5 où se trouve le liquide ; l'orifice de sortie B est relié, par l'intermédiaire du côté à haute pression de l'échangeur thermique pilote 7, à la couche supérieure de
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relié à la sortie de la soupape de détente. Grâce à cet agencement, il est possible de faire circuler le réfrigérant, dans un sens d'écoulement constant, à travers l'échangeur thermique pi-
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6, même si le sens d'écoulement du courant principal de réfrigérant dans le circuit de réfrigération est commuté entre le cycle de refroidissement indiqué par les flèches en trait interrompu et le cycle de chauffage indiqué par les flèches en trait plein.
L'accumulateur 6 fait, par construction, partie intégrante du récepteur 6c, l'accumulateur 6 étant logé hermétiquement dans le récepteur 6c et leurs parois supérieures étant disposées au <EMI ID=87.1>
trée 13 reliée à la soupape d'aiguillage à quatre'voies 2 traverse-la paroi supérieure de l'accumulateur 6 et débouche dans une partie supérieure de l'accumulateur 6, et la canalisation de sortie 14 reliée au côté d'aspiration du compresseur 1 traverse aussi la paroi supérieure de l'accumulateur 6 pour pénétrer dans cet accumulateur à l'intérieur duquel elle est repliée essentiellement en\ U, la partie inférieure de cette canalisation 14 en forme de U se trouvant immergée dans le réfrigérant, à l'état "liquide, qui se trouve à la partie inférieure de l'accumulateur et l'extrémité supérieure ouverte d'une branche du U débouchant dans le réfrigérant, à l'état gazeux, qui se trouve à la partie supérieure de l'accumulateur 6.
<EMI ID=88.1>
trée 6g est reliée au côté à haute pression de l'échangeur thermique pilote 7, ainsi qu'on l'a déjà mentionné et une canalisation de sortie débouche à une extrémité dans une partie inférieu-
<EMI ID=89.1>
serpentin d'échange thermique 15 situé à l'intérieur de l'accumulateur 6. Le serpentin d'échange thermique 15 est relié à l'entrée de la soupape de détente 4 par l'intermédiaire d'une canalisation ascendante disposée le long de la paroi latérale
de l'accumulateur 6..
L'échangeur thermique pilote 7, qui est de dimensions ramassées, peut être construit sous la forme d'un ensemble tubu-
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le passage de tout'le réfrigérant sous pres-sion élevée qui se
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mités opposées à la canalisation d'entrée de petit diamètre 11 et à la canalisation de sortie de petit diamètre 12, lesquelles canalisations vont respectivement à la canalisation d'entrée 13 et à la canalisation de sortie 14 de l'accumulateur 6, de sorte que les canalisations de petits diamètres sont disposées en parallèle sur l'accumulateur- Grâce à cet agencement, un échange thermique peut se produire à l'intérieur de l'échangeur thermique pilote 7 entre tout le réfrigérant sous pression élevée qui <EMI ID=94.1>
pe de détente.4 est monté sur la canalisation de sortie de petit diamètre 12 reliée à la canalisation de sortie 14 et détecte le degré de surchauffe du réfrigérant gazeux sous faible pression qui a été soumis à un échange thermique avec le réfrigérant sous pression élevée à l'intérieur de l'échangeur thermique pilote 7, de manière à régler en conséquence le degré d'ouverture de la soupape de détente 4.
Une partie d'entrée a et une partie de sortie-b par lesquelles la canalisation d'entrée de petit diamètre 11 et la canalisation de sortie de petit diamètre 12 sont respectivement raccordées à la canalisation d'entrée 13 et à la canalisation de sortie 14 de l'accumulateur 6, sont représentés à plus grande échelle sur les figures 7 et 8. Comme on le voit, ces'parties sont construites d'une manière nouvelle qui est caractéristique de l'invention. En particulier, la partie d'entrée a constitue une caractéristique importante de l'invention.
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lisation d'entrée 13 est.disposée verticalement et la canalisation d'entrée de petit diamètre 11, disposée normalement à l'axe longitudinal de la canalisation d'entrée 13, est insérée à une de ses extrémités dans la canalisation d'entrée 13 à angle droit et d'une manière étanche à l'air, d'une façon telle que, ainsi qu'on le voit sur la figure 9(b), la ligne centrale XX d'une section transversale plane de la canalisation d'entrée 13 coïncide avec la ligne centrale YY d'une section transversale plane verticale de la partie d'extrémité de la canalisation d'entrée de petit diamètre 11.
La canalisation d'entrée de petit diamètre 11 est fermée à son extrémité antérieure et est munie d'au moins deux orifices 16, 16 ménagés dans une partie de la paroi de la canalisation 11, qui est disposée dans le courant de réfrigérant traversant la.canalisation d'entrée 13, de sorte qu'une partie du réfrigérant sous faible pression qui traverse la canalisation d'entrée 13 peut être introduite, à travers les orifices 16, 16, dans la canalisation d'entrée de petit diamètre 11 à un débit constant par rapport à la totalité du réfrigérant en circulation.
Conformément à l'invention, les positions des orifices 16,16 <EMI ID=96.1>
est que, lorsque les orifices 16, 16 sont au nombre de deux, ils soient formés en des emplacements où la circonférence d'un cer-
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sation d'entrée-de petit diamètre 11. Dans ce cas ce cercle
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valeur totale du débit de réfrigérant à travers le cercle imaginaire D1 et U2 est la valeur totale du débit de réfrigérant
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Cette condition relative à l'emplacement des orifices 16,
16 doit être satisfaite non seulement lorsque les orifices sont
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encore lorsqu'ils sont plus nombreux Il va de soi que,lorsque les orifices formés sont à la condition ci-dessus, ils sont disposés sur la circonférence ou sur des circonférences d'un cercle ou d'un nombre impair de cercles imaginaires.
D'une manière générale, la susdite condition peut s'exprimer comme suit : les orifices sont disposés sur la circonférence ou sur les circonférences d'un cercle ou d'un nombre impair de cercles imaginaires centrés au milieu de la section plane transversale de la canalisation d'entrée et de diamètres croissants, ce cercle ou ces cercles imaginaires étant tracés de telle manière que le produit de la valeur totale du débit d'écoulement du réfrigérant, à travers un premier cercle imaginaire, par la surface de la section de ce premier cercle imaginaire, le produit de la valeur totale du débit d'écoulement du réfrigérant à travers la surface située entre le premier et le second cercle imaginaire par la surface de la section située entre le premier et le second cercle imaginaire,
et le produit de la valeur totale du débit d'écoulement du réfrigérant à travers la surface située entre deux cercles successifs de diamètres croissants et et la surface de la section située entre ces deux cercles soient égaux l'un à l'autre.
En prévoyant, selon le principe ci-dessus, au moins deux orifices dans la paroi de la canalisation d'entrée de petit dia-
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que pilote 7 un réfrigérant qui est dans un rapport de débit constant par rapport à la totalité du réfrigérant qui traverse <EMI ID=103.1>
des variations de la charge. Il est essentiel que la surface de section totale des orifices 16, 16 soit inférieure à la surface de section totale de la canalisation d'entrée de petit diamètre
11 ou de la canalisation de sortie de petit diamètre 12.
Comme on le voit sur la figure 8, dans la partie de sortie
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la même manière que la canalisation d'entrée 13, et la canalisation de sortie 12 de petit diamètre, disposée normalement à l'axe longitudinal de la canalisation de sortie 14, est hermétiquement insérée, par une de ses extrémités, dans la canalisation 14, comme dans le cas de la canalisation 11. La partie d'extrémité de la canalisation 12, insérée dans la canalisation 14, est sec-
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manière à augmenter la surface d'ouverture de la canalisation 12' à l'intérieur de la canalisation 14. La canalisation 12 est dis-
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soit disposée du côté aval du courant de réfrigérant qui traverse la canalisation.de sortie 14.
Lorsque la partie d'entrée a et la partie de sortie b de l'échangeur thermique pilote 7 sont construites de la manière qui vient d'être décrite, il est possible de négliger les variations de débit d'écoulement du réfrigérant provenant de variations de longueur de la canalisation d'entrée de petit diamètre et de la canalisation de sortie de petit diamètre. Dans ces
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thermique piloté 7'peut être détecté avec une grande précision et l'appareillage réfrigérateur peut être commandé de la manière décrite ci-après
Le mode de construction de l'accumulateur 6 est représenté à grande échelle sur la figure 10. La partie inférieure de la canalisation de sortie 14 en forme de U est disposée en dessous du serpentin d'échange thermique 15 et une ouverture de retour d'huile 17 est prévue à la partie inférieure de la canalisation de sortie-14 en forme de U. En outre, un orifice 18 est prévu dans la branche de la canalisation de sortie 14 en forme de U, qui est disposée du côté de sortie du réfrigérant par rapport à
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est disposé en un emplacement tel qu'il se trouve au niveau maximal du réfrigérant à l'état liquide.
L'orifice 18 peut avoir là forme d'un trou, comme on l'a représenté sur la figure 10, mais la canalisation de sortie 14
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l'a représenté sur la figure 11. L'orifice 18 aussi bien que les orifices 18' sont formés dans une partie de la paroi de la canalisation 14 qui est disposée du côté aval de l'ouverture de retour d'huile 17. Il y a lieu de noter toutefois que les orifices 18 ou 18' peuvent être prévus du côté amont de l'ouverture de retour d'huile 17. D'autres variantes sont possibles, comme tout spécialiste s'en rendra compte, sans sortir pour autant
du cadre de l'invention.
Le fonctionnement du système de réfrigération et de chauffage,construit de la -matière décrite ci-dessus à propos des fig. 6 à 11, est décrit maintenant. La description de ce fonctionnement qui est semblable à celui des autres modes de réalisation (fig. 1 à 5) ne sera pas répétée ; la description ci-après sera donc limitée aux caractéristiques propres au mode de réalisation représenté par les figures 6 à 11.
Dans l'échangeur thermique pilote de ce mode de réalisation, l'échange de chaleur se produit entre le réfrigérant sous haute
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frigérant sous faible pression qui traverse le tube intérieur 7e
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l'intérieur de l'accumulateur 6. Ainsi qu'on l'a précisé dans la description du mode de réalisation de l'appareillage, la canalisation d'entrée 13'et. la canalisation de sortie 14 de l'accumulateur 6 sont disposées verticalement ou perpendiculairement, et les orifices,prévus dans la canalisation d'entrée de petit diamètre 11 pour l'introduction du réfrigérant dans l'échangeur
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de sortie de petit diamètre 12 à travers laquelle le réfrigérant
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d'une manière particulière. En raison de ces caractéristiques, le réfrigérant introduit dans le tube intérieur 7e présente une section d'écoulement uniforme lorsqu'il franchit- la canalisation
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ration dans la canalisation d'entrée de petit diamètre 11, déri- <EMI ID=118.1>
thermique pilote 7,.présente un rapport de débit constant par rapport à la totalité du réfrigérant en circulation. Le réfrigérant sort par la canalisation de sortie 12 sans rencontrer de résistance. Dans ces conditions, le réglage du réfrigérant peut être effectué avec une grande précision en détectant le degré de surchauffe du réfrigérant sous faible pression, indépendamment des variations de la charge.
On va décrire maintenant le fonctionnement de l'accumulateur 6. Si le niveau de liquide à l'intérieur de l'accumulateur s'élève au-dessus de l'orifice 18, sous l'action d'une variation de la charge, le réfrigérant est entraîné alors par aspiration selon des débits relativement grands à travers l'ouverture de retour d'huile 17 et l'ouverture 18 qui est de plus grandes dimensions que l'ouverture 17. Si le niveau de liquide à l'inté-
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réfrigérant est alors entraîné par aspiration selon des débits relativement faibles uniquement à travers l'ouverture de retour d'huile 17.
Cependant, le réfrigérant à l'état liquide,entraîné par aspiration à travers l'ouverture de retour d'huile 17 et l'orifice 18, est d'un débit très faible par rapport au réfrigérant à l'état gazeux entraîné par aspiration à travers la canalisation de sortie en forme de U, de sorte que le réfrigérant à l'état liquide est immédiatement transformé en gaz par la chaleur du gaz contenu dans l'accumulateur 6, dès qu'il est entraîné par aspiration à travers la canalisation de sortie en forme de U.Ceci élimine absolument tout risque de voir la réfrigérant à l'état liquide entraîné par._aspiration à l'intérieur du compresseur 1.
De plus, du fait que l'orifice 18 présente des dimensions supérieures à celles de l'ouverture de retour d'huile 17, ainsi qu'on l'a mentionné, le niveau de liquide à l'intérieur de l'accumulateur 6 peut être commandé d'une manière sûre, sans qu'il soit affecté par l'entraînement d'un mélange d'huile et de réfrigérant, par aspiration, à travers l'ouverture de retour d'huile 17 et l'huile peut être ramenée d'une manière satisfai-
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du fait que l'huile qui se trouve à la surface du liquide peut être entraînée* Il-va de soi que la source de chaleur de l'accumulateur 6, dans ce mode de réalisation, n'est pas limitée au <EMI ID=121.1>
ge thermique 15 et qu'on peut tout aussi bien utiliser un dispositif électrique de chauffage ou toute autre source de chaleur, comme dans le cas des modes de réalisation décrits précédemment.
L'élément capteur de température 4a est monté sur la canalisation de sortie de petit diamètre 12 de manière à produire
un signal destiné à régler le degré d'ouverture de la soupape
de détente 4, afin que le degré de surchauffe d'une partie du réfrigérant contenue dans le serpentin intérieur 3 puisse être fixé à une valeur prédéterminée en utilisant l'échangeur thermique pilote de la même manière que dans le mode de réalisation de la figure 1.
Les caractéristiques propres à l'invention sont telles qu'on les a exposées ci-dessus. Selon le premier aspect de l'invention, l'échangeur thermique pilote 7 est monté de telle ma-
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lateur de manière qu'un échange thermique puisse se produire entre une partie du réfrigérant qui se trouve à la sortie de l'échangeur thermique fonctionnant comme évaporateur et le réfrigérant qui se trouve à la sortie de l'échangeur thermique fonctionnant comme condenseur. Le degré d'ouverture de la soupape de détente 4 est réglé en fonction du degré de surchauffe du réfrigérant sous faible pression qui se trouve à la sortie de l'échangeur thermique pilote 7, ce qui fait que l'évaporateur peut être réalisé de manière à fonctionner à tout moment en ambiance humide indépendamment des variations de charge. Grâce à cet agencement, la siccité du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur peut être fixée à une valeur prédéterminée à laquelle environ 85 % du réfrigérant est transformé en gaz et environ 15
de celui-ci demeure à l'état liquide. Le réfrigérant à l'état humide est mis en relation d'échange thermique avec le réfrigérant sous haute pression à l'intérieur de l'accumulateur 6, de sorte que le réfrigérant entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur 1 peut être transformé en gaz _saturé.
Dans le système de commande décrit ci-dessus de la technique antérieure, la totalité du réfrigérant sous faible pression est surchauffée dans le tube de refroidissement du côté de sortie de l'évaporateur. Le tube de refroidissement ne participe pas à la vaporisation du réfrigérant et par conséquent présente un très faible coefficient de transmission thermique. Ceci rend im- <EMI ID=123.1>
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ces conditions, les dimensions de l'évaporateur sont augmentées" ce qui augmente aussi le coût de l'appareillage.
Conformément à l'invention toutefois, l'évaporateur fonctionne en ambiance humide, à tout moment, indépendamment des variations de la charge frigorifique. Ceci permet d'utiliser la totalité de la surface de transfert calorifique de l'évaporateur pour vaporiser le réfrigérant à l'état liquide, avec pourconséquence que le coefficient de transmission thermique de l'évaporateur se trouve augmenté. Dans ces conditions l'invention entraine une amélioration des capacités de l'appareillage, lorsque la surface d'échange thermique demeure la même, et une diminution de la surface d'échange thermique lorsque les capacités de l'appareillage demeurent les mêmes, ce qui permet d'en réduire
le coût.
Le système décrit ci-dessus de la technique antérieure, dans lequel le réfrigérant est surchauffé dans le tube de refroidissement du côté de sortie de l'évaporateur, présente un inconvénient supplémentaire. Dans ce système la partie de réfrigérant surchauffé augmente ou diminue de volume avec les variations de la charge. Il en résulte que le coefficient de transmission calorifique de l'évaporateur subit des variations. Dans ces conditions, dans ce système une commande doit être mise en oeuvre pour faire face aux variations de la charge et aux variations du coefficient de transmission thermique de l'évaporateur, de sorte qu'on éprouve des difficultés pour régler le degré d'ouverture de la soupape de détente.
Dans le système conforme à l'invention, la commandeest effectuée de telle manière que l'évaporateur fonctionne dans une ambiance humide, à tout moment, indépendamment des variations de la charge,et il:ne se produit presque aucune variation de la surface de transfert calorifique de l'évaporateur, même si une variation se produit dans la charge. Dans ces conditions, le degré d'ouverture de la soupape de détente n'a besoin d'être réglé qu' en fonction d'une variation de la charge, du fait qu'il n'y a presque pas de variation du coefficient de transmission calorifique. Le degré d'ouverture de la soupape de détente 4 se trouve stabilisé et la soupape ne présente aucun phénomène de pompage.
Dans le système de commande selon la technique antérieure, <EMI ID=125.1>
l'action de manque d'huile. Ceci provient de ce que l'huile de l'appareillage réfrigérateur,contenue dans le réfrigérant, tend à se séparer du réfrigérant et à demeurer dans l'évaporateur sans retourner au compresseur du fait que le réfrigérant entrainé par aspiration dans le compresseur 1 se trouve à l'état gazeux surchauffé. Pour surmonter cette difficulté, il a été nécessaire jusqu'à présent d'utiliser des moyens supplémentaires, tels que par exemple des moyens de retour .d'huile, de construction spéciale. Conformément à l'invention, l'évaporateur est réalisé, ainsi qu'on l'a exposé ci-dessus, de manière à fonctionner en ambiance humide à tout moment, indépendamment des variations de la charge, de sorte que la séparation de l'huile du réfrigérant et la stagnation de cette huile dans l'évaporateur peuvent être empêchées.
Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ouverture-de retour d'huile 17 et l'orifice 18 sont pratiqués dans la canalisation de sortie 14 de l'accumulateur 6, de manière à faciliter le retour d'huile au compresseur 1, ce qui élimine la nécessité de prévoir des moyens de retour d'huile de construction spéciale .
Conformément à l'invention, le réfrigérant à l'état humide qui se trouve à l'intérieur de l'évaporateur est chauffé et complètement vaporisé à l'intérieur de l'accumulateur 6 et transformé en un gaz saturé sec qui est mélangé à la sortie de l'accumulateur 6 avec le réfrigérant à l'état gazeux qui a été surchauffé dans l'échangeur thermique pilote 7, de manière que le mélange soit entraîné par aspiration à l'intérieur du compresseur. Du fait que le réfrigérant surchauffé à l'état gazeux présente un volume très- faible-par rapport à la totalité du réfrigérant qui est en circulation, le réfrigérant à l'état gazeux entraîné dans le compresseur 1 n'est pas surchauffé et est essentiellement à l'état gazeux saturé.
Lorsque le système classique d'aspiration de gaz surchauffé est incorporé à un appareillage réfrigérateur, il est presque impossible de faire fonctionner l'appareillage en surcharge du fait que le compresseur 1 risque d'être détérioré par suréchauffement du compresseur et.de son moteur électrique. Dans l'appareillage réfrigérateur conforme à l'invention, il y a peu de possibilités de suréchauffement du moteur électrique, du fait que le gaz saturé sec est entraîné à l'intérieur du compresseur 1, de <EMI ID=126.1>
surcharge pendant un certain temps. Du fait que le réfrigérant
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il a une densité supérieure à celle du réfrigérant à l'état gazeux surchauffé qui est utilisé dans des appareillages réfrigérateurs de la technique antérieure. Dans ces conditions, le gaz réfrigérant entraîné à l'intérieur du compresseur 1, dans l'appareillage conforme à l'invention, présente un taux de compression supérieur et par conséquent le compresseur a un rendement supérieur à celui des appareils classiques. Ceci entraine une augmentation du rendement de l'ensemble de l'appareillage.
.Conformément à l'invention, la commande de l'évaporateur est effectuée par la soupape de détente 4 disposée immédiatement en amont de l'évaporateur. Ceci permet d'effectuer cette commande d'une manière stable tout en fournissant une réponse rapide <EMI ID=128.1>
Le système classique de réglage du degré de surchauffe du réfrigérant à la sortie du condenseur, en détectant l'état du réfrigérant à la sortie de 1 * évaporateur produit par une variation de la charge,peut être qualifié de commande indirecte, en comparaison du système conforme à l'invention dans lequel l'évaporateur est commandé directement pour faire face aux variations de la charge appliquée à l'évaporateur. Le système classique répond lentement à une variation de la charge. De plus, il présente la difficulté inhérente à l'état du réfrigérant à la sortie de l'évaporateur en cas de variation de la charge, même si le degré de surrefroidissement du réfrigérant à la sortie du condenseur est réglé. Dans ces conditions, le système de surrefroidissement classique, ne peut -assurer une commande stable.
Dans le système de surrefroidissement classique, la sortie du condenseur et l'entrée de la soupape de détente sont bouchées par le réfrigérant à l'état liquide surrefroidi. Il est donc nécessaire d'accumuler le réfrigérant à l'état liquide à l'intérieur du condenseur, ce qui entraine une diminution des capacités et une augmentation des dimensions du condenseur et la charge du réfrigérant se trouve par conséquent augmentée.
Dans un appareillage réfrigérateur équipé du système de commande conforme à l'invention, le réfrigérant, à la sortie du condenseur, peut être commandé de telle manière qu'il soit maintenu à l'état purement gazeux, du fait que le réfrigérant peut <EMI ID=129.1>
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la totalité de la surface de transfert thermique du condenseur aussi bien que la surface d'échange thermique de l'évaporateur, de sorte qu'il est possible de réduire les dimensions du condenseur. Du fait qu'il n'y a pas d'accumulation de réfrigérant à l'état liquide à l'intérieur du condenseur, la quantité de réfrigérant contenue dans l'appareillage peut être fortement réduite, ce qui réduit par conséquent le coût de l'appareillage réfrigérateur.
Du fait qu'il n'y a pas de réfrigérant à l'état liquide accumulé à l'intérieur du condenseur, la pression nécessaire pour la condensation de la vapeur est moindre que-dans un appareillage réfrigérateur utilisant le système de commande classique précité, de sorte que le condenseur peut tolérer l'appli-
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la sortie de l'évaporateur, à une pression plus grande, lorsqu' on utilise le système de commande conforme à l'invention, qu'a- vec le système classique à surchauffe du gaz, de sorte que la formation de givre se trouve évitée. Du fait de ces deux caractéristiques, l'appareillage réfrigérateur conforme à l'invention peut fonctionner dans une gamme de températures plus large qu'il n'était possible jusqu'à présent.
L'échangeur thermique pilote 7 utilisé dans le système de commande capable de fournir les résultats particuliers spécifiés
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de pour surchauffer une partie du réfrigérant sous faible pression. Par conséquent il est possible d'utiliser un échangeur thermique pilote de .très, .faibles dimensions et de construction très simple, d'une structure bitubulaire par exemple, indépendamment de la capacité de l'appareillage réfrigérateur, ce qui réduit le coût de cet appareillage.
Selon le second aspect de l'invention, le réfrigérant sous haute pression, interposé entre l'échangeur thermique fonctionnant comme condenseur et la soupape de détente 4, peut être utilisé comme source de chaleur à l'aide de laquelle une partie du réfrigérant sous faible pression est amenée en relation d'échange thermique à l'intérieur de l'échangeur thermique pilote 7 et un tel réfrigérant sous haute pression peut être introduit dans l'échangeur thermique 7, à volonté, à partir de n'importe quelle <EMI ID=133.1>
formé en liquide saturé s'il est à l'état purement gazeux et en un liquide surrefroidi s'il est à l'état liquide, par l'échange thermique qui se produit à l'intérieur de l'échangeur thermique pilote. En combinaison avec l'échange thermique qui se produit entre le réfrigérant sous haute pression et le réfrigérant sous faible pression à l'intérieur de l'accumulateur 6 , ceci permet d'appliquer le réfrigérant sous haute pression à l'évaporateur après avoir amené le réfrigérant à l'état liquide pur ou à l'état liquide surrefroidi. Ceci entraine une augmentation de rendement de l'appareillage réfrigérateur.
Selon le troisième aspect de l'invention, un élément générateur de chaleur autre que le réfrigérant sous haute pression peut être utilisé comme source de chaleur pour l'échangeur ther-
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que pilote n'a besoin que de présenter une capacité suffisamment grande pour chauffer une partie du réfrigérant qui se trouve à la sortie de l'évaporateur. Ceci signifie qu'une telle source de chaleur présente une faible capacité et que la quantité de chaleur engendrée par celle-ci peut être réglée facilement. Ceci permet d'effectuer la commande avec une grande précision.
Selon le- quatrième aspect de l'invention, la canalisation d'entrée 13,reliée à l'échangeur thermique pilote 7 et dérivée de la canalisation d'entrée 13 à l'entrée de l'accumulateur 6, est munie, à l'intérieur de celui-ci, de deux orifices ou de plus de deux orifices, en nombre pair, qui sont disposés en des emplacements tels qu'une partie de réfrigérant qui est dans un rapport constant en débit par rapport au réfrigérant traversant la canalisation d'entrée 13 peut être dérivée de son parcours et introduite dans l'échangeur thermique pilote 7. Grâce à cet
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frigérant sous faible pression, qui est dans un rapport constant en débit avec le courant principal de réfrigérant sous faible pression, à traverser l'échangeur thermique pilote 7, indépendamment des variations de charge ou des variations de longueur de la canalisation allant à l'échangeur thermique pilote 7. Dans ces conditions, la commande des capacités de l'appareillage peut être effectuée d'une manière stable sans que la soupape de détente 4 présente de pompage.
Selon le cinquième aspect de l'invention, la canalisation <EMI ID=136.1>
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changeur thermique pilote 7, est disposée verticalement ou perpendiculairement dans l'appareillage réfrigérateur. Grâce à cet agencement, il est possible de prélever le réfrigérant dans un état qui demeure constant, même si le réfrigérant est à l'état de méiange de gaz et de liquide (si la canalisation d'entrée
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quide se déplacerait à travers la partie inférieure de la canalisation et le réfrigérant se trouvant dàns la canalisation d'entrée de petit diamètre 11 changerait d'état par rapport à celui du réfrigérant se trouvant dans la canalisation d'entrée
13). La canalisation de sortie de petit diamètre 12 présente
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aval du réfrigérant traversant la canalisation de sortie 14. Ceci permet au réfrigérant de se déplacer , $ de la canalisation de sortie de petit diamètre 12 à la canalisation de sortie 14, avec plus de facilité. Dans ces conditions, la commande des capacités de l'appareillage peut être effectuée d'une manière stable.
Selon le sixième aspect de l'invention, la canalisation de sortie 14 reliant l'accumulateur 6 au compresseur 1 est réalisée en forme de U, dont l'extrémité ouverte d'une branche du U est disposée dans le réfrigérant à l'état gazeux contenu dans l'accumulateur 6 et dont la partie inférieure du U est disposée à
la partie inférieure de l'accumulateur 6. L'orifice de retour d'huile 17 est ménagé dans la partie courbée inférieure de la canalisation en forme de U, tandis que l'orifice 18 est ménagé dans l'autre branche du U en un emplacement qui est disposé audessus du serpentin d'échange thermique 15. Cet agencement permet à l'évaporateur disposé en amont de l'accumulateur 6 de fonctionner de telle manière que le réfrigérant à la sortie de l'évaporateur soit à l'état de gaz saturé humide, de sorte que la totalité de la surface d'échange thermique dé l'évaporateur peut être utilisée pour assurer la vaporisation. En même temps, ceci permet au réfrigérant à l'état gazeux sec d'être ramené au compresseur 1. Dans ces conditions, les capacités de l'appareillage réfrigérateur peuvent être réglées au maximum.
A l'intérieur de l'accumulateur 6, dans lequel le débit
de réfrigérant est réglé et le réfrigérant entraîné par aspi-...
<EMI ID=140.1>
tion de sortie 14 en forme de U, en un emplacement qui est disposé au-dessus du serpentin d'échange thermique 15. Grâce à cet agencement, il est possible de maintenir le niveau de liquide à l'intérieur de l'accumulateur 6 à un niveau optimal pour lequel ce niveau est suffisamment élevé pour permettre au serpentin d'échange thermique 15 d'être immergé dans le réfrigérant à l'état liquide. Dans ces conditions, la conductibilité thermique du serpentin d'échange thermique 15 peut être améliorée et maintenue constante et l'appareillage réfrigérateur peut fonctionner d'une manière stable et avec un rendement élevé.
Selon les septième à douzième aspects de l'invention,- l'appareillage réfrigérateur peut être utilisé comme appareillage réversible du type pompe à chaleur en montant la soupape
<EMI ID=141.1>
<EMI ID=142.1>
courant de réfrigérant,qui traverse l'échangeur thermique pilote
<EMI ID=143.1>
peut être commandé de telle manière que le réfrigérant s'écoule dans le même sens, même si le réfrigérant s'écoule dans un premier sens, à travers le serpentin intérieur et le serpentin extérieur du circuit de réfrigération, lorsque l'appareillage effectue une opération de refroidissement, et s'écoule dans le sens contraire lorsqu'il effectue une opération de chauffage. Ceci élimine la nécessité d'utiliser une soupape de détente supplémentaire et on peut se contenter d'une seule soupape de détente 4, ce qui réduit le coût de l'appareillage. Le serpentin extérieur 5, fonctionnant comme condenseur lorsque l'appareillage. effectue une opération de- refroidissement, fonctionne en évaporateur lorsque l'appareillage effectue une opération de chauffage.
Ceci permet de réduire les dimensions du serpentin extérieur sans réduire ses performances comme condenseur, du fait que la commande est effectuée de telle manière qu'il n'y ait pas d'accumulation de réfrigérant liquide à l'intérieur de l'accumulateur lorsqu'il fonctionne comme condenseur au cours de l'opération de refroidissement..
<EMI ID=144.1>
1. Appareillage réfrigérateur caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison un circuit de réfrigération dans lequel un compresseur, un échangeur de chaleur extérieur, un récepteur, une soupape de détente automatique sensible à la température, un é-
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un à l'autre dans l'ordre indiqué, le récepteur et l'accumulateur étant capables d'effectuer un échange thermique, un échangeur thermique pilote disposé en parallèle avec l'accumulateur et relié au circuit de réfrigération de telle manière qu'une partie d'un réfrigérant sous faible pression se trouvant à une sortie de l'échangeur de chaleur intérieur fonctionnant comme évaporateur contourne l'accumulateur et traverse l'échangeur thermique pilote où cette partie du réfrigérant sous faible pression est soumise à un échange thermique avec une autre source de chaleur et est ensuite'ramenée au compresseur après avoir été combinée avec le réfrigérant sous faible pression à une sortis de l'accumulateur,
des moyens détecteurs montés à une sortie de l'échangeur thermique pilote pour détecter la température de la partie précitée du réfrigérant sous faible pression à la sortie de l'échangeur thermique pilote avant qu'elle soit combinée avec le réfrigérant sous faible pression à la sortie de l'accumulateur, le degré d'ouverture de la soupape de détente étant réglé en fonction du degré de surchauffe du réfrigérant de manière à régler le débit du réfrigérant circulant dans le circuit de réfrigération, l'échangeur de chaleur intérieur pouvant alors être réalisé de manière à fonctionner en ambiance humide, à tout moment, indépendamment des variations de la charge et le réfrigérant humide pouvant être soumis à un échange thermique avec un réfrigérant sous haute pression à l'intérieur de l'accumulateur de manière à revenir :
au compresseur de réfrigérant à l'état ga-
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